[发明专利]采用生物质气的冶金钢铁加热炉系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金加热炉系统，更具体地讲，本发明涉及一种采用生物质气的冶金钢铁加热炉系统。

背景技术

在冶金工业中，加热炉习惯上是指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉，包括有连续加热炉和室式加热炉等。金属热处理用的加热炉另称为热处理炉。初轧前加热钢锭或使钢锭内部温度均匀的炉子称为均热炉。广义而言，加热炉也包括均热炉和热处理炉。

连续加热炉包括推钢式炉、步进式炉、转底式炉、分室式炉等连续加热炉，但习惯上常指推钢式炉。连续加热炉多数用于轧制前加热金属料坯，少数用于锻造和热处理。主要特点是：料坯在炉内依轧制的节奏连续运动，炉气在炉内也连续流动；一般情况，在炉料的断面尺寸、品种和产量不变的情况下，炉子各部分的温度和炉中金属料的温度基本上不随时间变化而仅沿炉子长度变化。

按炉温分布，炉膛沿长度方向分为预热段、加热段和均热段；进料端炉温较低为预热段，其作用在于利用炉气热量，以提高炉子的热效率。加热段为主要供热段，炉气温度较高，以利于实现快速加热。均热段位于出料端，炉气温度与金属料温度差别很小，保证出炉料坯的断面温度均匀。用于加热小断面料坯的炉子只有预热段和加热段。习惯上还按炉内安装烧嘴的供热带划分炉段，依供热带的数目把炉子称为一段式、二段式，以至五段式、六段式等。50～60年代，由于轧机能力加大，而推钢式炉的长度受到推钢长度的限制不能太长，所以开始在进料端增加供热带，取消不供热的预热段，以提高单位炉底面积的生产率。连续加热炉通常使用气体燃料、重油或粉煤，有的烧块煤。

最近几年是我国钢铁产业大发展时期，大型钢铁企业因产品结构调整，新建或改建项目大部分是热带、中厚板及冷轧、镀锌、彩涂等。地方中小型和民营钢铁企业多是建设和生产棒线材、窄中宽带及型钢等产品。

中小型钢铁厂，“滚雪球”式发展，由小到中，进一步发展到年产几百万吨钢铁产品的大型企业。这些企业多数不建焦炉，在轧钢加热炉的燃料选择遇到问题。小产量的加热炉还可以烧煤或煤粉，但因劳动条件极差又严重污染环境，受到限制。新建轧钢生产线动辄就是年产几十万吨，甚至百万吨，追求大卷重，高成材率；加热炉小时产量上百吨，加热的坯料长度最短6m，一般是9m，12m，最长的达16m；加热质量要求高，钢坯温差控制在30℃。因此，加热炉再烧煤，在技术上是完全不可行的。烧热脏煤气因工艺布置困难，也受到限制；可以选择烧重油，但运行成本高。而这些企业所建的小、中高炉产生的多余煤气，如果不利用而被迫放散，既污染环境，又浪费能源。此外，煤、煤粉或重油等燃料需各种运输过程从异地运送到生产现场供加热炉使用，由于煤、煤粉或重油等属于易燃易爆物品，容易发生事故，要求严格，造成运输成本高。

化石和矿物能源的危机使得人们更加重视可再生能源的利用。而生物质能就是一种可再生、可储存与替代、储量巨大、碳平衡的绿色能源。生物质能的本质是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能。据统计，植物每年贮存的能量约相当于世界主要燃料消耗量的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1％。生物质能源原料分布广、储量大、成本低、应用范围广，理论上说，取之不尽，用之不竭。它还是唯一可以转化为清洁燃料的可再生能源，其有害物质(硫和氮等)含量仅为中质烟煤的1/10，同时其能源利用可实现温室气体CO₂零排放。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种采用生物质气的冶金钢铁加热炉系统，直接利用生物质原料现场制备可燃的生物质气作为燃料供加热炉使用，不仅可以节省运输成本，而且对环境的污染少。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种采用生物质气的冶金钢铁加热炉系统，其包括加热炉，在加热炉中设有燃烧装置和燃气管道，其中，加热炉的燃气管道与一生物质气化反应系统直接连接，该生物质气化反应系统包括用于制备生物质燃气的生物质流化床气化反应器；为该生物质流化床气化反应器提供反应原料的生物质原料供给系统；设置于该生物质流化床气化反应器之外、并对该生物质流化床气化反应器之反应产物进行分离的两级以上的分离装置，该两级以上的分离装置至少包括第一分离装置和第二分离装置；以及为流化床气化反应器提供气化介质的气化介质供给系统。